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Un tiempo de arranque largo en un ventilador grande no suele indicar que el motor sea pequeño, sino que la inercia del rodete es grande. La verdadera pregunta es si el bobinado y la protección del motor soportan la corriente elevada que absorbe durante ese tiempo. La solución correcta pasa por evaluar juntos la inercia del rodete, la capacidad de arranque del motor y el método de arranque. Este artículo explica de qué depende el tiempo de arranque, qué significa cada método de arranque para un ventilador y qué mirar al elegir el motor.
¿De qué depende el tiempo de arranque?
Para que un motor acelere un ventilador, el par que produce debe ser mayor que el par que el ventilador pide a esa velocidad. La diferencia se llama par de aceleración. El tiempo de arranque se obtiene aproximadamente con esta relación: tiempo ≈ inercia total × velocidad angular / par de aceleración medio. De ella se desprenden tres conclusiones:
- Cuanto mayor es la inercia, más largo es el tiempo: en rodetes pesados y de gran diámetro, la inercia crece aproximadamente con el cuadrado del diámetro. Un pequeño aumento del diámetro del rodete puede alargar notablemente el arranque.
- Cuanto menor es el par de aceleración, más largo es el tiempo: si el método de arranque reduce el par del motor, o si el ventilador arranca cargado con el registro abierto, el par de aceleración disminuye.
- Cuanto mayor es la velocidad, más largo es el tiempo: llevar el mismo rodete a una velocidad mayor requiere más energía.
La parte favorable de una carga de ventilador es que su necesidad de par es muy pequeña a baja velocidad; el par del ventilador crece aproximadamente con el cuadrado de la velocidad. Por eso los ventiladores no piden un gran par de arranque como las máquinas de arranque pesado, pero sí mucho tiempo. El problema no es tanto el par como el calor que se acumula en el bobinado durante ese tiempo.
¿Cómo castiga al motor un arranque largo?
Durante el arranque directo, el motor asíncrono absorbe varias veces su corriente nominal. Esta corriente produce rápidamente calor en el bobinado y sobre todo en las barras del rotor. Cuánto tiempo puede soportarlo el motor depende de su capacidad térmica y se consulta al fabricante del motor. Si el tiempo de arranque se acerca a ese límite, aparecen tres problemas:
- Dispara la protección: el relé térmico o el guardamotor interpreta la corriente elevada y prolongada como una sobrecarga y corta el circuito antes de que el motor alcance su velocidad. El ajuste de la protección y su clase de disparo (p. ej., Class 10, 20, 30) deben adecuarse al tiempo de arranque; para más detalle, consulte nuestro artículo sobre protección del motor.
- El bobinado envejece: cada arranque largo impone una carga térmica al aislamiento. Si hay varios arranques al día, esta carga se acumula.
- La red sufre: una corriente elevada y prolongada provoca caídas de tensión en el transformador y los cables; al bajar la tensión, baja también el par del motor y el arranque se alarga todavía más.
Por ello, en ventiladores grandes el motor no se elige solo por la potencia de servicio, sino también por la condición de arranque. Indicar en el pedido el valor de inercia del ventilador (J, en kgm²; figura en la hoja técnica del fabricante) y el método de arranque previsto permite evaluar si el motor puede asumir ese arranque.
¿Qué significan los métodos de arranque para un ventilador?
| Método | Corriente de arranque | Par del motor | Valoración para un ventilador |
|---|---|---|---|
| Arranque directo | La más alta | Par de arranque completo | Arranque más corto; la solución más sencilla si la red y la protección lo permiten. En grandes potencias, la caída de tensión es el factor limitante. |
| Estrella-triángulo | Aprox. un tercio | Aprox. un tercio | Suele bastar, porque el par del ventilador es pequeño a baja velocidad. La conmutación debe hacerse cuando el motor está cerca de su velocidad nominal; una conmutación temprana provoca un pico de corriente. |
| Arrancador suave | Limitada de forma ajustable | Cae con el cuadrado de la tensión | Reduce la corriente pero alarga el tiempo; el motor se calienta durante más tiempo en el arranque. El límite de corriente debe ajustarse según la inercia del ventilador. |
| Variador de frecuencia | Cercana a la nominal | Alto incluso a baja velocidad | El arranque más suave en ventiladores de gran inercia; la corriente se mantiene baja alargando la rampa. Además permite regular el caudal en servicio. |
Para el arranque estrella-triángulo, la placa del motor es decisiva. Los modelos trifásicos de HEM Motor de 4 kW en adelante tienen placa de 400/690 V (Δ/Y); en una red de 400 V funcionan en triángulo y son aptos para arranque estrella-triángulo. Si se usa variador de frecuencia, vale la indicación general del sitio: nuestras series trifásicas son aptas para el control de velocidad con variador de frecuencia; en funcionamiento prolongado a baja velocidad con par pleno puede necesitarse un ventilador externo y, si el cable entre variador y motor es largo, se evalúa un filtro dv/dt o senoidal; estas condiciones se indican en el pedido.
Medidas en el ventilador que acortan el arranque
Antes de cambiar el motor o el método de arranque, hay medidas posibles en el lado del ventilador:
- Arranque con registro: en los ventiladores centrífugos, la potencia absorbida baja claramente con el registro de aspiración cerrado. Mantener el registro cerrado durante el arranque aumenta el par de aceleración y acorta el tiempo. Asegúrese de que el control del registro funciona realmente.
- Evite el giro inverso: en ventiladores conectados a una chimenea, un ventilador parado puede girar al revés por el tiro natural. Frenar primero un rodete que gira al revés y luego acelerarlo alarga el arranque y castiga al motor.
- Mantenga limpio el rodete: el polvo y los depósitos en el rodete aumentan la inercia y crean desequilibrio.
- Limite el número de arranques: en ventiladores de gran inercia, los arranques seguidos calientan el bobinado sin darle tiempo a enfriarse. Consulte al fabricante del motor cuántos arranques por hora se permiten.
